L'approche isotopique, une métode d'investigation puissante de l'acquisition et de l'utilisation de l'eau par les plantes

Daniel Epron^*1, Damien Bonal², Oliver Brendel³, Olivier Roupsard⁴, Stéphane Ponton³, Erwin Dreyer^3
1UMR INRA UHP Nancy-Université, UHP ; ²INRA Kourou ; ³INRA Nancy ; ⁴CIRAD

Colloque scientifique "L'eau en horticulture, économiser maintenant" 2007

Les isotopes stables du carbone, de l'oxygène et de l'hydrogène permettent à la fois de suivre la trajet de l'eau du sol à l'atmosphère mais aussi d'évaluer avec quelle efficacité la plante utilise cette ressource. Les principaux modèles utilisés pour interpréter la signature isotopique des végétaux seront présentés et illustrés par quelques exemples permettant de rendre compte de la diversité fonctionnelle des espèces en termes d'acquisition et d'utilisation de l'eau.
Dans un environnement donné, la pression de sélection qui s'est exercée au fil des générations a conduit à des adaptations physiologiques, anatomiques et morphologiques se traduisant par une optimisation de l'efficacité avec laquelle une plante acquiert et utilise les ressources disponibles dans son milieu (lumière, dioxyde de carbone, nutriments, eau) lorsqu'elles sont en quantité limitante pour la croissance. Le recours à l'irrigation en horticulture avait relégué au second plan l'intérêt porté à l'efficacité d'acquisition et d'utilisation de l'eau pour la sélection variétale, mais les enjeux autour de la gestion durable des ressources, et en particulier de l'eau, les a replacées au premier plan des questionnements des sélectionneurs et des producteurs. Conceptuellement, pour n'importe quelle ressource, la production (P) dépend de la disponibilité de cette ressource (R) dans le milieu, de la fraction (f) de ressource exploitée par la plante dans un contexte de compétition plus ou moins important et de l'efficacité (e) avec laquelle cette ressource est utilisée pour produire une certaine quantité de biomasse : P = f x e x R. Les isotopes stables du carbone, de l'oxygène et de l'hydrogène permettent à la fois de suivre le trajet de l'eau du sol à l'atmosphère mais aussi d'évaluer avec quelle efficacité la plante utilise cette ressource (Dawson et al. 2002). L'objectif de cette communication sera de présenter les principaux modèles utilisés pour interpréter la signature isotopique des végétaux et d'illustrer, par quelques exemples, la diversité fonctionnelle des espèces en termes d'acquisition et d'utilisation de l'eau.

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